双陷阱体系增强光电探测器性能研究

发布者:邓艳容发布时间:2025-10-06浏览次数:10

  2025年度本项目主要研究以本体异质结为活性层,配合纳米粒子形成独特的电子/空穴双陷阱结构,在横向光探测器和光敏晶体管中,研究探索提高增益、降低暗电流和加速响应的方法,发展高综合性能光电倍增近红外有机光探测器。针对项目进程和研究计划,2025年度本项目在以下方面进行了研究:

  1.主要聚焦于有机光电探测器的性能优化研究,以光电倍增效应为核心切入点—该效应主要源于界面和(或)体电荷陷阱,本课题将这一新型器件结构应用于有机光电探测器,重点研究了Ag-NPs的电学效应对器件性能的提升作用,并成功制备了基于Ag-NPs与本体异质结(BHJ)的横向有机光电探测器(L-OPDs)。相关论文发表在Journal of Materials Chemistry C期刊上。

(a)含有Ag-NPs和本体异质结的探测器器件结构

(b)Ag-NPs的原子力显微镜图

(c)能带分布示意图

  2.主要聚焦于采用1,8-二碘辛烷(DIO)添加剂调整光敏晶体管(OPTs)的薄膜形貌和响应速率,本课题已证实引入载流子陷阱、通过栅极电压调控载流子捕获与释放可改善响应性能,同时体异质结(BHJ)在电极间距达数十微米的OPTs中无需电子与空穴平衡传输,借助少数载流子存储能诱导形成有效光电流增益(光电倍增管),成为高性能光电探测器的新增长点,且相结构调节对基于BHJ的光电器件至关重要,DIO作为常用且有效的溶剂添加剂,在有机光伏(OPVs)中已成功通过调控形貌提升器件性能,却在有机光电探测器尤其是横向结构中的影响研究较少,且其对载流子寿命和响应时间的作用此前在OPVs研究中鲜少被关注的背景,报道了相应实验结果,探讨了DIO对横向和纵向结构OPTs性能参数产生不同影响的现象及其所反映的、具有数十微米载流子通道长度的OPTs中BHJ的工作特性与可能机理。相关论文发表在Journal of Materials Chemistry C期刊上。

  3.主要采用DIO添加剂来调整OPTs的薄膜形貌和响应速率。DIO对横向和纵向结构性能参数具有不同影响的现象,反映了具有数十微米载流子通道长度的OPTs中BHJ的工作特性。相关论文发表在2025海峡两岸无线电科学与无线技术会议(CSRSWTC)。